談深淤泥地質的地基處理設計

司 慧 軍

(山西省化工設計院，山西 太原 030024)

談深淤泥地質的地基處理設計

司 慧 軍

(山西省化工設計院，山西 太原 030024)

分析了深淤泥地質區域的軟基特點，在詳細了解地質情況的基礎上，經過比較論證設計的多種方案，最終綜合考慮工程的合理建設，經濟實惠等要素，選取了相應成熟的處理方案，為今后類似的工程提供參考。

深淤泥地質，路基，管道沉降，地基處理

1 建設工程的情況概要

本文主要以某片區作為案例進行討論，某片區的整個片區都屬于深淤泥區域，在片區建造的道路是東西向主要干道，全長一共4.2 km。基于詳細了解該片區的深淤泥地質的基礎上，調查人員查閱了相關的地勘資料。根據資料的調查發現，18 m大約是這一片區域的道路地下淤泥層的厚度。值得注意的是，還有令工作難度加大的另一方面是輸送片區總污水的DN1 800污水的主干道也埋在了施工的道路區域下。介于該區域的特殊性以及淤泥的深度，如何處理道路軟基使得道路要求得以實現，從而確保管道的基礎穩定性，從某種角度來說工程軟基處理的關鍵便在于此。

2 相關地質情況介紹

2.1 軟土地基的定義

一般來說，主要由淤泥、淤泥質土或其他由一些高壓縮的土質構成的地基就可以被稱作軟土地基。相對于普通的地基而言，軟土地基的承載力很差，天然空隙都比較大。當把軟土地基更加細致的劃分以后，又可以劃出淤泥質粘土和淤泥兩種類別。

2.2 軟土地基的特性

軟土地基的特性主要有五點，下面就這五點作詳細的介紹。

1)天然含水量和空隙的比例都比較大。一般來說，世界上不同國家的土質狀況存在著較大的差異。相對于其他國家來說，中國有著屬于自己的一套土質標準。根據調查資料顯示，我國的淤泥和淤泥質粘土的天然含水量一般比液限要高，天然的空隙比較其他國家也顯得比較高。

2)軟土的壓縮性比較強。如同上文所介紹的那樣，相對于其他國家來說，我國由于泥土所含水分過多，泥土本身所具有的壓縮性都比較大。當建筑物位于這種具有較大壓縮性的軟土地基上時，很容易出現沉降不均衡從而導致建筑出現開裂或損壞的現象。

3)透水的性能不好。由于泥土所含水分過多，導致泥土的很多性能都受到了或多或少的影響。以透水性來說，當軟土所含的水分越多，它所能滲透的水分就越少。尤其是當泥土地基承受的荷載過重，空隙的水壓力變得更高，使得地基的壓密固結受到影響。

4)抗剪強度不高。一般來說，在結構未被破壞時，軟粘土上尤其是海相沉積的軟粘土是具有一定的抗剪強度的，但由于軟土地基十分靈敏，經過擾動之后，抗剪強度則會顯著降低。在外部荷載作用下，軟土通常呈流塑狀態，抗剪能力不強。當處于不排水剪的狀態時，抗剪強度僅取決于粘聚力C，內摩擦角Φ的作用幾乎為零，而C一般不高于30 kN/m2，當處于固結快剪的狀態時，Φ一般只為5°～15°。從上可以看出只有切實做好排水工作才能使得軟土地基的強度得以提高。

3 深淤泥地質的地層劃分

地質層次的劃分可以由上及下分為表1中所列五種。①雜填土。厚度一般為0.70 m～2.50 m之間，顏色一般為灰色及其他顏色，土質松散，稍濕，密實度差。②淤泥。厚度一般為16.5 m～20.0 m之間，顏色一般為灰色及深灰色，呈流塑狀，飽和，味臭，強度高，韌性高，沒有搖振反應，一般為海積形成。③中砂。厚度一般為2.00 m～3.20 m之間，顏色一般為灰黃色，灰色，土質松散。④卵石。厚度一般為5.10 m～6.30 m之間，顏色一般為灰黃色及褐黃色，土質松散，飽和。⑤全風化花崗巖。厚度一般為5.20 m～7.20 m之間，顏色一般為灰黃及灰白色，濕，主要由花崗巖風化而成。

表1 土層性質表

4 工程主要問題

由前期資料以及施工過程的情況來看，該期的工程軟基以下幾方面的問題很容易出現。

4.1 地基的承載力和穩定性能會變得薄弱

依然還是由于深淤泥地質所含水分過大，空隙比例較大，而壓縮性又不強等等其本身的屬性問題，當道路荷載過大，超出了其本身的承載力時就很容易出現地基局部損害，甚至道路不能投入使用的問題。

4.2 沉降極易不均勻

正如前文對道路整體情況的描述所表現的那樣，本次道路施工建設的道路屬于市政府規劃主干道，并且道路地下埋設了污水管線。當不均勻沉降的額度超過相應允許值的時候，就會對道路和管線的正常使用產生影響，甚至破壞道路和管線的正常使用。

5 地基處理方法

5.1 一般路基段

一般路基的承載力不能小于100 kPa，完工后的沉降最大值不能超過30 cm。為了使本次施工完成的及時高效且合理，設計人員采用了水泥攪拌樁。水泥攪拌樁的相關參數如下：0.5 m的樁徑，12 m的樁長，1.0 m的樁間距離，呈正方形布置。根據相關的要求，從現場取土的抗壓強度平均值需要達到1 500 kPa，水泥攪拌樁的水泥摻入量保持在15%這個幅度上下浮動。另外，對配漿的水與灰的比例要求約在0.5這個范圍內，要求水泥量大于每平方米55 kg，提升攪拌軸的速度達到每分鐘0.5 m～0.8 m。

5.2 橋頭段控制

從資料來看，橋頭路基承載力和完工后沉降的高度的數值分別是120 kPa和10 cm。一般來說，橋頭路基的承載力和完工后的沉降與普通路基段還是存在著較大的區別，比普通路基的要求要更高一些。在對路基進行處理的時候，樁基需要穿過淤泥層，且樁基的高度必須達到15 m或者更高。針對本次的道路施工過程，為了使橋頭路基的施工更加順利的進行，可以采用LC樁來加以處理。具有抗壓強度高，剛性好等特點的低標號混凝土樁采用的是素混凝土(C15混凝土)，其樁基不僅承載力高、應力傳遞路線準確而且地基變形十分小。整體來說，LC樁進行地基處理的優點有以下幾個方面:

1)在充分利用泥土天然承載力的基礎上，樁和土共同發揮作用，減少沉降，使得地基承載力得以提高。

2)充分發揮原土層結構，使得樁端持力層的選擇更加靈活合理。

3)在維持樁身穩定的基礎上，使得軟弱土層更加固結。

4)節約成本，合理控制造價。

以下為LC樁的設計參數:0.5 m的樁徑，20 m的樁長，2.0 m

的樁間距，呈正方形布置。另外考慮到樁間距較大，在樁頂處設置了長達8 m的鋼筋籠，避免出現斷樁的情況。

5.3 道路下的污水主干管基礎

為了管道的基礎穩定和沉降要求得到保障，除路基處理外，設置LC樁在施工的道路底部也是目前施工工地上常采用的方法措施。具體操作步驟是在管道沿縱向的方向布置管線，在間距2 m的前提 下注意讓設置的樁基透過淤泥埋入淤泥下的砂層。樁基構造大樣見圖1。

5.4 換填材料

由于LC樁間距過大，可以將樁間土換為砂碎石，避免樁間土過于薄弱對路基整體的穩定性造成影響。

6 處理效果

1)在以樁基為代表的施工項目完成以后，檢測部門對單樁和復合地基等能體現樁基承載力的指標進行嚴格的核實，核查結果表示各個方面的設計要求均被完成的非常優秀。

2)在對相關指標進行檢測的基礎上，根據《理正巖土系列軟件6.0版》對路基進行計算。路基的工后沉降的情況如下：0.45 m為水泥攪拌樁處理后的復合地基的總沉降，0.20 m為工后沉降，0.08 m為LC樁的工后沉降，各項檢測均滿足要求。

3)經過有關部門的檢測和審核，道路和管線能夠正常運行且運行的整體效果優良。

7 設計總結

該工程通過合理運用柔性樁(水泥攪拌樁)和半剛性樁( LC 樁)，使二者合理結合解決了深淤泥地質區域的路基處理和管線沉降，處理效果比較良好，為以后關于深淤泥地質的處理提供了一個較好的范例。

[1] 王肇森,劉潤有.水泥攪拌樁復合地基設計計算[J].天津建設科技，2003(6)：100-101.

[2] 劉潤有,蔣宏偉.海濱大道工程中的軟土地基處理設計[J].天津市政設計，2005(1)：35-36.

[3] 上海市政工程設計研究總院，重慶交通大學.《晉江大橋晉江接線公路鵬青路至省道308 線段工程》施工圖[Z].2010.

Discussion on foundation treatment design with deep silt geology

Si Huijun

(ShanxiInstituteofChemicalIndustryDesign,Taiyuan030024,China)

The paper analyzes soft foundation features in deep silt geological area. Based on knowing out geological conditions, it compares and argues various design schemes, finally selects relevant mature processing scheme through taking rational engineering construction and economy into consideration, which has provided some guidance for similar engineering in future.

deep silt geology, subgrade, pipeline subsidence, foundation treatment

1009-6825(2015)30-0066-02

2015-08-19

司慧軍(1982- )，男，工程師

TU472

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